基于SVPWM的三电平逆变器仿真研究

本文简要介绍了二极管中点箝位型三电平逆变器的主电路及其中点电位不平衡的处理方法,分析了SVPWM控制原理,对所建立的基于SVPWM的三电平逆变器模型进行了仿真和分析.     

船舶电力推进系统的仿真优化策略

电力推进船舶的船—机—桨匹配分析中,仿真所需的模型复杂,工况多,耗时长。用于驱动船舶推进电机的二极管中点钳位(Neutral-Point Clamped,NPC)型三电平逆变器拓扑结构复杂,仿真中计算量大,严重拖慢了船舶电力推进系统整体的仿真速度。为解决此问题,在Matlab/Simulink软件中对一种船舶电力推进系统建模仿真,研究其特性,提出一种由受控电压源替代逆变器驱动十二相感应电机的仿真优化策略以缩短仿真所需时长。对比分析优化模型与原模型的仿真结果可知,优化模型启动与制动性能良好,可在电流、转矩、转速等外特性与原模型基本一致的前提下,将仿真耗时缩短数十倍。表明优化策略准确可行,符合复杂工况的仿真需求,可用于提高电力推进船舶的仿真效率,对同类调速系统有参考意义。     

基于载波控制三电平逆变器中点电压平衡的调制策略研究

本文分析了三电平逆变器中点电压不平衡的机理,得出了中点电压不平衡的本质原因是中点电流不为零的结论;进而从载波调制原理出发,介绍了控制中点电压的开环模型和闭环模型。仿真分析证明,开环模型虽然可以消除中点电压的低频震荡但是对于电压偏置无校正作用;闭环模型不仅可以消除中点电压的低频震荡而且可以校正直流电压的偏置,具有很高的工程实用价值;最后通过数字计算的方法,给出了基于载波控制中点电压PWM调制策略的线性工作区,且随着功率因数角的增大,此种调制策略的线性调制区变窄。     

60°坐标系下五电平NPC/H逆变器的SVPWM实现

研究了一种新型五电平NPC/H逆变器拓扑,并采用60°坐标系下的SVPWM算法,该调试算法在参考矢量扇区的判断和基本矢量作用时间的计算方面,可以避免较多的三角函数运算,减少计算时间,提高控制系统的灵活性。最后,在MATLAB仿真软件中搭建五电平NPC/H逆变器仿真模型并验证该算法,仿真结果证明了该算法的有效性。     

NPC三电平逆变器改进型虚拟空间矢量调制

NPC三电平逆变器在工业环境中的应用越来越广泛,但此类逆变器存在直流母线中点电压偏移以及共模电压问题.提出一种改进型虚拟空间矢量调制策略,该调制选取共模电压较小的基本电压矢量合成虚拟矢量,改进后的调制产生的共模电压仅为传统调制的50％,并且这些虚拟矢量产生的电流均为零,直流母线中点电压得以控制.同时,改进型调制采用g-...     

一种三电平H桥逆变电路低调制比时的窄脉冲补偿方法

为了保证电力电子开关器件工作在其安全工作区,开关器件均有其最小要求的开通和关断时间。基于H桥单元拓扑结构的NPC三电平逆变器中的窄脉冲会导致逆变器的输出电压和电流发生严重畸变,因此必须对这种窄脉冲进行抑制和补偿。现有的解决方法在系统低调制比时会改输出电压的基波幅值,存在窄脉冲抑制不彻底和增加低次谐波的输出含量的缺点。基于此,本文提出了一种适用于H桥单元拓扑结构的NPC三电平逆变器的窄脉冲补偿方法,对该方法进行了详细的理论分析,阐明了该方法在载波层叠SPWM调制和载波移相SPWM调制中的内在联系。在逆变器的低调制比时,该方法不会改变逆变器输出电压的基波幅值,也不会增加输出的低次谐波含量。仿真和系统试验结果证明了该方法的正确性和有效性。     

基于SVPWM五相三电平H桥逆变器中点电位控制研究

针对多相三电平H桥逆变器的电压矢量数量多,难以应用传统的空间矢量PWM算法的问题,提出了一种简化的五相三电平H桥逆变器空间矢量PWM算法。该方法采用相移SPWM思想,将五相三电平H桥逆变器作为两个由单桥臂组成的五相分别予以控制。分析选择合理的工作电压矢量及开关作用顺序,计算了开关周期内的各工作电压矢量的作用时间;不同开关状态下,针对中点电位分析的基础上,提出利用冗余矢量对中点电位进行控制,实现了电容电压的平衡。     

中性点箝位型三电平单相逆变器中性点电位平衡控制方法

单相NPC逆变器可以利用现有耐压水平的开关器件实现输出谐波少、电磁干扰弱、共模电压低的高压大容量变频器，正在越来越多的应用于轨道交通等大功率驱动场合。针对单相NPC逆变器的中性点电位平衡控制问题，该文提出了通过在常规多电平载波调制的基础上利用开关冗余状态来调节电容充放电电流，控制中性点电位的控制方法。算法简单，容易实现，该方法的有效性得到了仿真结果的验证。     

基于三电平逆变器的永磁同步电动机直接转矩控制新方法

在永磁同步电动机数学模型和三电平空间矢量调制法的基础上,提出一种基于三电平逆变器拓扑结构的永磁同步电机直接转矩控制新方法。该方法采用bang-bang控制器对电机进行控制,通过新型合成矢量开关表对固定合成矢量的选取,有效地抑制了三电平逆变器直流侧支撑电容中点电位波动、限制了输出电压变化率dv/dt并降低了开关损耗,同时系统还具有良好的稳态响应特性及动态响应特性。通过理论分析与仿真结果证明了该控制方法的可行性。     

基于DSP三电平异步电动机直接转矩控制研究

本文研究了基于合成矢量的三电平异步电动机直接转矩控制(DTC)方法,并通过了仿真验证。此方法在三电平逆变器供电的异步电动机上有效的实现了DTC系统,不但能够有效地控制了三电平逆变器的中点电压,并能够有效抑制了输出电压的跳变;而且具有转矩输出高频脉动小,转子转速波动较小的优点,达到了很好的控制性能。     

空间矢量控制三电平逆变器的建模和半实物仿真

介绍了三电平逆变器的研究前景和系统组成,分析了三电平逆变器的拓扑结构;阐述了三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)的原理,提出了具体的算法步骤。最后建立了基于SIMULINK的实验模型;利用RT-LAB作为半实物仿真平台,实验验证了本文提出的方案。     

采用PID和重复控制的逆变器波形控制策略

波形质量是大功率逆变器的重要性能指标,本文推导了单相逆变器的数学模型,分析影响逆变器输出波形畸变的主要因素。介绍了PID控制和重复控制的原理,根据75kVA逆变器的参数与要求,设计了将PID控制与重复控制相结合的控制策略。仿真和实验结果表明该策略获得了较好的稳态和动态效果。     

级联型无功补偿器的电流控制器设计

论文在分析基于级联多电平逆变器的静止无功补偿器的电流控制器基本原理的基础上,设计了单纯比例积分控制和比例加重复复合控制两种电流控制器,对比两种控制器作用时补偿器对电流指令的跟踪性能,发现比例加重复复合控制在保证系统动态响应特性的情况下明显改善了系统的稳态性能,最后通过仿真证明了该结论.     

三电平逆变器供电的感应电动机转差频率控制系统

本文研究了三电平逆变器的原理、及其空间电压矢量(SVPWM)调制方案、并利用SVPWM策略决定电压向量的开关顺序和相应的输出电压的方法.提出基于SVPWM的三电平逆变器转差频率控制的异步电动机的矢量控制系统,并进行了仿真,仿真结果显示,所设计的感应电动机转差频率控制系统具有较好的实用价值.     

基于MATLAB的光伏并网发电系统仿真

针对当前光伏并网发电技术中存在的电能质量、谐波等问题,需要研究逆变器的控制策略解决相关问题,本文详细分析了光伏并网发电系统的拓扑结构,介绍各个仿真模块的工作原理,并建立各个模块的数学模型,同时对并网发电系统各个模块进行相应的参数设计。应用MATLAB搭建仿真模型,结果表明搭建的并网发电系统整体方案的可行性与准确性。     

一种应用于多重化逆变的变压器研究

传统的多重化变压器中,所采用的叠加变压器中铁心结构体积复杂、重量过大。因此本文基于多重叠加的基本原理,提出了一种新型的叠加变压器的铁心结构,逆变器方波电压输入后,高次谐波磁动势在叠加过程中被削弱,从而输出三相正弦波电流。对其建立数学模型并进行仿真分析,仿真结果验证了该方法的有效性。     

多相逆变系统数学模型及仿真研究

建立了多相逆变器的电路模型，并以此为基础，分别建立3相和6相逆变器——异步电机的matlab仿真模型，在不同的开关频率下，分别对三相逆变系统和六相逆变系统进行了仿真。仿真结果表明，在开关频率较低的情况下，多相逆变系统转矩脉动减小，系统效率和功率因数也有所提高。     

三相H桥逆变器输出滤波器的设计

针对逆变器供电时，输出高的dV／dt对电机绝缘寿命产生不利影响的问题，本文采用时域法设计了输出滤波器。在确定输出滤波器结构的基础上，进行了理论分析与设计，并利用Saber仿真软件建立了仿真模型，通过仿真与实验对设计结果予以验证。结果表明，所设计的输出滤波器有效地降低输出逆变器输出dV／dt。     

具有中点电位平衡的船用变频器三电平SVPWM过调制技术

二极管钳位型三电平电压源逆变器在过调制区由于小矢量作用时间迅速减小为0,只有中矢量及大矢量输出,常规的过调制策略容易引起中点电位偏移与波动.并且由于常规过调制采用最小相角误差方法,导致较大幅值偏差.本文提出一种新的三电平电压源逆变器过调制方法,该方法利用小矢量调节中点电位,当小矢量作用时间减小为0之后,只选择大矢量输出,大大降低中点电位偏移与波动,同时增加输出电压幅值,使其与参考电压保持一致.仿真结果表明所提出方法的有效性和可行性.